Hexan

Hexan ist eine den Alkanen (gesättigte Kohlenwasserstoffe) zugehörige chemische Verbindung. Es ist eine farblose Flüssigkeit mit der Summenformel C₆H₁₄. Es ist das unverzweigte Isomer der fünf Hexan-Isomere.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Hexan
Andere Namen	n-Hexan
Summenformel	C6H14
Kurzbeschreibung	farblose, schwach benzinartig riechende Flüssigkeit[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 110-54-3 EG-Nummer 203-777-6 ECHA-InfoCard 100.003.435 PubChem 8058 Wikidata Q150440
Eigenschaften
Molare Masse	86,18 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,66 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	−95 °C[2]
Siedepunkt	69 °C[2]
Dampfdruck	162 hPa (20 °C)[2]
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser (10 mg·l−1 bei 20 °C)[2] löslich in Ethanol, Diethylether und Benzol[3]
Brechungsindex	1,3727 (20 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[2] Gefahr H- und P-Sätze H: 225​‐​304​‐​361f​‐​373​‐​315​‐​336​‐​411 P: 210​‐​240​‐​273​‐​301+310​‐​331​‐​302+352​‐​403+235[2]
MAK	DFG/Schweiz: 50 ml·m−3 bzw. 180 mg·m−3[2][5]
Toxikologische Daten	25.000 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[1]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Eigenschaften

Hexan ist eine farblose, flüchtige Flüssigkeit, die leicht nach Benzin riecht. Der Siedepunkt unter Normaldruck liegt bei 68,8 °C.^[6] Die Verbindung schmilzt bei −95,4 °C.^[7] Die relative Dielektrizitätskonstante ist bei 20 °C 1,8. In Wasser ist es praktisch unlöslich. In organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen (mit Ausnahme von Methanol), Ethern und Benzol ist es gut löslich.

Die Verbindung bildet mit einer Reihe anderer Lösungsmittel azeotrop siedende Gemische. Die azeotropen Zusammensetzungen und Siedepunkte finden sich in der folgenden Tabelle. Keine Azeotrope werden mit Cyclohexan, Pentan, Heptan, Octan, Toluol, Ethylbenzol, Xylol, Cyclohexanol und Diethylether gebildet.

Azeotrope mit verschiedenen Lösemitteln (nach Smallwood[8])
Lösungsmittel		Wasser	Methanol	Ethanol	1-Propanol	2-Propanol
Gehalt Hexan	in Ma%	94	72	79	96	77
Siedepunkt	in °C	62	50	59	66	63
Lösungsmittel		1-Butanol	i-Butanol	2-Butanol	Ethylenglycolethylether	Acetonitril
Gehalt Hexan	in Ma%	97	98	92	95	72
Siedepunkt	in °C	68	68	67	66	52
Lösungsmittel		Chloroform	Essigsäure	Aceton	Methylethylketon	Diisopropylether
Gehalt Hexan	in Ma%	16	95	41	71	47
Siedepunkt	in °C	60	68	50	64	67
Lösungsmittel		Dioxan	THF	Methylacetat	Ethylacetat	Isopropylacetat
Gehalt Hexan	in Ma%	98	50	39	62	91
Siedepunkt	in °C	60	63	52	65	69

Thermodynamische Eigenschaften

Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log₁₀(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 3,45604, B = 1044,038 und C = −53.893 im Temperaturbereich von 177.70 bis 264.93 K^[7] bzw. mit A = 4,00266, B = 1171,530 und C = −48,784 im Temperaturbereich von 286.18 bis 342.69 K.^[9]

Zusammenstellung der wichtigsten thermodynamischen Eigenschaften

Eigenschaft	Typ	Wert [Einheit]	Bemerkungen
Standardbildungsenthalpie	ΔfH0liquid ΔfH0gas	−198,7 kJ·mol−1[10] −167,1 kJ·mol−1[10]	als Flüssigkeit als Gas
Standardentropie	S0liquid S0gas	296,06 J·mol−1·K−1[11] 388,82 J·mol−1·K−1[12]	als Flüssigkeit als Gas
Verbrennungsenthalpie	ΔcH0liquid	−4163,2 kJ·mol−1[10]
Wärmekapazität	cp	194,97 J·mol−1·K−1 (25 °C)[11] 2,30 J·g−1·K−1 (25 °C)[11] 142,6 J·mol−1·K−1 (25 °C)[13] 1,65 J·g−1·K−1 (25 °C)[13]	als Flüssigkeit als Gas
Kritische Temperatur	Tc	507,5 K[14]
Kritischer Druck	pc	29,9 bar[14]
Kritisches Volumen	Vc	0,368 l·mol−1[15]
Kritische Dichte	ρc	2,72 mol·l−1[15]
Azentrischer Faktor	ωc	0,30126[16]
Schmelzenthalpie	ΔfH0	13,08 kJ·mol−1[17]	beim Schmelzpunkt
Verdampfungsenthalpie	ΔVH0 ΔVH	31,73 kJ·mol−1[18] 28,85 kJ·mol−1[18]	beim Normaldrucksiedepunkt

Die Temperaturabhängigkeit der Verdampfungsenthalpie lässt sich entsprechend der Gleichung Δ_VH⁰=Aexp(−αT_r)(1−T_r)^β (Δ_VH⁰ in kJ/mol, T_r =(T/T_c) reduzierte Temperatur) mit A = 43,85 kJ/mol, α = −0,039, β = 0,397 und T_c = 507,4 K im Temperaturbereich zwischen 298 K und 444 K beschreiben.^[18]

• 
  Dampfdruckfunktion von Hexan
• 
  Temperaturabhängigkeit der Verdampfungsenthalpie von Hexan

Sicherheitstechnische Kenngrößen

n-Hexan bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen Flammpunkt bei −20 °C. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1 Vol.‑% (35 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 8,9 Vol.‑% (319 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).^[19] Eine Korrelation der Explosionsgrenzen mit der Dampfdruckfunktion ergibt einen unteren Explosionspunkt von −28 °C sowie einen oberen Explosionspunkt von 7 °C. Die Explosionsgrenzen sind druckabhängig. Eine Erniedrigung des Druckes führt zu einer Verkleinerung des Explosionsbereiches. Die untere Explosionsgrenze ändert sich bis zu einem Druck von 100 mbar nur wenig und steigt erst bei Drücken kleiner als 100 mbar an. Die obere Explosionsgrenze verringert sich mit sinkendem Druck analog.^[20]

Explosionsgrenzen unter reduziertem Druck (gemessen bei 100 °C)[20]
Druck	in mbar	1013	800	600	400	300	250	200	150	100	50	25
Untere Explosionsgrenze (UEG)	in Vol.‑%	0,9	0,9	0,9	0,9	1,0	1,0	1,0	1,1	1,2	1,6	3,5
	in g·m−3	30	31	32	33	34	35	37	39	43	58	125
Obere Explosionsgrenze (OEG)	in Vol.‑%	8,9	8,7	8,3	7,8	7,6	7,5	7,4	7,3	7,2	6,0	4,7
	in g·m−3	319	312	297	279	272	269	265	262	258	215	168

Die untere Explosionsgrenze sinkt mit steigender Temperatur. Nach der linearen Funktion UEG(T) = UEG(T₀)·[1+k_u(T-T₀)] (mit T₀ = 20 °C) ergibt sich ein Temperaturkoeffizient k_u von −0,0027 K⁻¹.^[21]

Untere Explosionsgrenzen mit steigender Temperatur[21]
Temperatur	in °C	20	100	150	200	250
Untere Explosionsgrenze (UEG)	in Vol.‑%	1,0	0,9	0,6	0,5	0,4

Die Sauerstoffgrenzkonzentration liegt bei 20 °C bei 9,1 Vol.‑%, bei 100 °C bei 8,3 Vol.‑%.^[20] Tendenziell steigt der Wert mit sinkenden Druck bzw. verringert sich mit steigender Temperatur.^[20] Der maximale Explosionsdruck beträgt 9,5 bar.^[19] Der maximale Explosionsdruck verringert sich mit sinkenden Ausgangsdruck.^[20]

Maximaler Explosionsdruck und Sauerstoffgrenzkonzentration unter reduziertem Druck [20]
Druck	in mbar		1013	800	600	400	300	200	150	100
Maximaler Explosionsdruck	in bar	bei 20 °C	9,6	7,4	5,6	3,7	2,8	1,8	1,4	1,1
Sauerstoffgrenzkonzentration	in Vol%	bei 20 °C	9,1		9,5		10,1	10,8
		bei 100 °C	8,3		8,3		8,8

Mit einer Mindestzündenergie von 0,24 mJ sind Dampf-Luft-Gemische extrem zündfähig.^[19] Die Grenzspaltweite wurde mit 0,93 mm bestimmt.^[19] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.^[19] Die Zündtemperatur beträgt 230 °C.^[19] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T3.

Verwendung

Hexan in einem Erlenmeyerkolben

Hexan wird in der organischen Chemie als Lösungsmittel und Reaktionsmedium bei Polymerisationen, als Verdünnungsmittel für schnelltrocknende Lacke, Druckfarben und Klebstoffe und als Elutions- und Lösungsmittel in der Dünnschichtchromatographie verwendet. Es wird weiterhin zur Herstellung von Kunststoffen und synthetischem Kautschuk sowie zur Extraktion von Ölen und Fetten eingesetzt.^[2] Da es Polystyrol im Gegensatz zu vielen organischen Lösemitteln nicht angreift und leicht flüchtig ist, dient es als Lösungsmittel für Styroporkleber. Ferner ist es Bestandteil von Wundbenzin.

Sicherheitshinweise/Toxikologie

Hexan weist Suchtpotential auf und ist gesundheitsschädlich. Hexan ist wassergefährdend (WGK 2).

Hexan wird gasförmig rasch über die Lunge aufgenommen und wieder abgegeben (pulmonale Retention 22 bis 24 %). Auch bei dermalem Kontakt wird Hexan aufgenommen. Im Körper wird Hexan in der Leber zunächst zu 1-Hexanol, 2-Hexanol und 3-Hexanol verstoffwechselt. 2-Hexanol wird danach entweder über 2-Hexanon oder über 2,5-Hexandiol zu 5-Hydroxy-2-hexanon^{[S 1]} oxidiert. Aus letzterem werden γ-Valerolacton und 2,5-Hexandion metabolisiert.^[22] Das 2,5-Hexandion, das zu Nervenschäden führen kann, wird dann über den Urin ausgeschieden. Zur Vermeidung der schädlichen Wirkung kann Hexan durch Heptan ersetzt werden.

Hexan wurde 2012 von der EU gemäß der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH) im Rahmen der Stoffbewertung in den fortlaufenden Aktionsplan der Gemeinschaft (CoRAP) aufgenommen. Hierbei werden die Auswirkungen des Stoffs auf die menschliche Gesundheit bzw. die Umwelt neu bewertet und ggf. Folgemaßnahmen eingeleitet. Ursächlich für die Aufnahme von Hexan waren die Besorgnisse bezüglich der Einstufung als CMR-Stoff, hoher (aggregierter) Tonnage, anderer gefahrenbezogener Bedenken und weit verbreiteter Verwendung. Die Neubewertung fand ab 2012 statt und wurde von Deutschland durchgeführt. Anschließend wurde ein Abschlussbericht veröffentlicht.^[23][24]

Weblinks

Commons: Hexan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Hexan – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen